名古屋大学 情報学研究科 複雑系科学専攻 2022年8月実施 微分方程
Author
思齐塾, 祭音Myyura
Description
以下の微分方程式の一般解を求めよ。
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y′′+4y′+4y=0
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y′′−3y′+2y=ex
题目描述
求下列微分方程的通解。
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求解:
y′′+4y′+4y=0;
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求解:
y′′−3y′+2y=ex.
Kai
- y′′+4y′+4y=0
Characteristic equation: r2+4r+4=0
(r+2)2=0
r=−2 (repeated root)
General solution: y(x)=c1e−2x+c2xe−2x
- y′′−3y′+2y=ex
Homogeneous equation: y′′−3y′+2y=0
Characteristic equation: r2−3r+2=0
(r−1)(r−2)=0
r=1,2
Homogeneous solution: yh(x)=c1ex+c2e2x
Particular solution: yp(x)=Axex
yp′(x)=Aex+Axex
yp′′(x)=Aex+Aex+Axex=2Aex+Axex
Substitute into the original equation:
(2Aex+Axex)−3(Aex+Axex)+2(Axex)=ex
2Aex+Axex−3Aex−3Axex+2Axex=ex
−Aex=ex
A=−1
yp(x)=−xex
General solution: y(x)=yh(x)+yp(x)=c1ex+c2e2x−xex